KCR 320 - LDB201 Tunnels TUNNEL PRESENTATION

KCR 320 - LDB201 Tunnels
TUNNEL PRESENTATION
Pierre LONGCHAMP
Directeur technique travaux souterrains de Bouygues TP
Sommaire
1 – Type de contrat
2 – Tracé Tunnel et contraintes d’environnement
3 – Géologie
4 – Principe du Tunnelier choisi
5 – Mode de confinements du tunnelier
6 – Conception du revêtement du Tunnel
7 - Rameaux de communication et congélation
8 - Analyse de trois aspects particulièrement délicats du projet
1 – Type de contract:
• Conception – construction
• Projet d’origine :
• Viaduc ???
• Forfait avec risque géologique
2 – Trace Tunnel & Contraintes d’environnement
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Long Valley
3 – Géologie Tunnel & Reconnaissance de Sol
KCRC LDB201 Ground Investigation Boreholes
LDB201 – Tunnel Alignment & Geology
West Approach
3390 m. of TBM bored twin tunnels
East Approach
Study of Rock Samples Recovered
Study of Soil Samples Recovered
Verification of Ground Conditions by Mapping in
TBM
4 - Description Tunnelier & Principes
Description Tunnelier
Bouclier.
Train suiveur
115 mètres
• Poids Total : 1200 t
• Poussée Totale : 6600 t
• Vitesse Max. d’avancement : 80 mm /min
Tunnelier en mode mode fermé
Diametre d’excavation:
8.75 m
Type: Bouclier à confinement mixte (Classification AFTES GT 4) :
• Outils d’abattage (282 dents pour terrain meuble + 60 mollettes pour roche
dure)
•Puissance installée sur la tête (2250 kW)
Mode fermé :
Air comprimé
Pression de terre
Vis d’Archimède
Configuration en mode ouvert
Convoyeur à bande
Trémie
Godet
releveur
TBM SPECIFICATIONS
TBM - “MULAN”
• Type : Mixed face shield
Earth Balance Pressure (EPB)-Compressed AIR- Open mode
• General Specifications :
Internal diameter 7.625 m, Minimum tunnel radius = 400 m,
Max tunnel slope = 4%
Total length 108 m - Total weight 1,400 tons
Supply of material by train
Evacuation of spoil : 1 m wide conveyor belt
Power supply 11kVolts - Total installed power : 4,100 kW.
• Shield : in 3 parts : Cutter head center shield, articulated tailskin
12.5 meters, thickness 70 mm - Weight 860 tons (inc Head)
Cutter head drive : 9 motors * 240 kW, 0 to 3 rpm.
TBM - “MULAN” (cont’d)
Hydraulic grippers and stabilizers
Hydraulic segment erector, radio controlled.
2 personnel air locks + 1 emergency lock + 2 equipment locks
Thrust : 0 to 5,200 tons, 13 pairs of thrust rams
excavation speed : 0 to 80 mm/mn
• Backup, 6 gantries (90 meters)
Grouting system : 0 to 40 m3/h
Ventilation system 15 m3/s
Foam injection system
Bentonite injection “recaking” system
Breathable and industrial compressed air system
• Technical specification
Direction Technique Bouygues TP
• Manufacturer :
NFM (Framatome Group France) under Mitsubishi licence
Design in Lyon
Components manufactured in France & Europe
Steel structure & assembly in Shanghai (SHMP)
View of TBM in tunnel during excavation
KCRC DB320 Tunnel (25m under water table)
TBM Tunnel with Permanent Ways Installed
6 –Tunnel Lining
Typical Section at Cross Passage Location
Proposed TBM Lining with Precast Segments
Universal keyed segments (13 positions)
Segment
• 4 + 2 secondary key segments + 1 keystone
• Length
: 1.8 m
• Thickness
: 40 cm
• Design life
: 120 years
• Fully watertight after installation
• High construction tolerances
• Finished tunnel inner diameter = 7.625 m
• Finished tunnel outer diameter = 8.425 m
Ri
ng
:
18
00
mm
Ring Build inside TBM
Straight
Plan view
Curved
Precast segment factory
Segments
Straight
Curved
dint
Straight ring
Plan view
dint
p/2 l’ p/2
dext
dext
l
Straight
lmoy
l’’
Universal tapered ring
Plan view
Curved
8 – Cross Passage Ground Treatment & Ground
Freezing
Assessment of Ground Conditions at Each Cross Passage
Ground Treatment
Ground Treatment by Jet Grouting
Jet Grout Treated Ground
Connection of
Treated Ground
with Tunnel
Segments
Ground treatment by Ground Freezing – Long Valley,
CP2, 3 and 4
Ground Treatment by Ground Freezing
Analyse de trois aspects particulièrement délicats
du projet :
1.
Le confinement à l’air comprimé en roche
dur.
2. Les transitions de roches dures à sols
meubles sous la nappe
3. Un problème de soutènement très pointus
avec un front situé dans des alluvions
perméables et un « toit » d’alluvions
maritimes très peu perméables
Le confinement à l’air comprimé en roche dur
Intérêts d’un confinement à l’air comprimé par rapport
au mode ouvert (quand cela est possible):
• Franchissement des discontinuités
• Maîtrise des infiltrations d’eau
• Maîtrise de la stabilité temporaire des anneaux
de voussoirs
• Meilleure maitrise des injections de bourrage
Inconvénients ;
• Peu : usure quoique …….
Les transitions de roches dures à sols meubles
et perméable sous la nappe
• Problématique : confiner au premier contact des
alluvions où le front est encore à 100 % en roche dure
• Solutions :
• Pression de Boue : Aisée mais ….
• usure
• Production de bloc
• Pression de terre : Difficile mais…
•Cela marche grâce aux progrès des
conditionneur de déblais
Un problème de soutènement très pointus avec
• un front situé dans des alluvions perméables sans
cohésion
• un « toit » d’alluvions maritimes argileuses très
peu perméables avec cohésion.
• Problématique :
• Absence de fuite d’air
Î Confiance à poursuivre sous confinement d’air
comprimé
• L’air comprimé chasse l’eau du terrain
• Absence de gradient de pression au niveau du
front Î absence de souténement Î création
d’une caverne dans les alluvions jusqu’au toit du
sol imperméable